GIS Dual Grounding & Direct Grounding: Maßnahmen zur Unfallprävention des Staatsnetzes 2018

1. Wie ist die Anforderung in Absatz 14.1.1.4 der "Achtzehn Anti-Unfallmaßnahmen" des Staatsnetzes (2018 Edition) im Zusammenhang mit GIS zu verstehen?

14.1.1.4: Der Neutralpunkt eines Transformators muss über zwei Erdungsleiter an zwei verschiedenen Seiten des Hauptnetzes der Erdungsanlage angeschlossen werden, und jeder Erdungsleiter muss den Anforderungen der Wärmestabilitätserprobung entsprechen. Hauptrüstungen und Gerätestrukturen müssen jeweils zwei Erdungsleiter haben, die an verschiedene Hauptachsen des Haupterdungsnetzes angeschlossen sind, und jeder Erdungsleiter muss ebenfalls den Anforderungen der Wärmestabilitätserprobung entsprechen. Die Verbindungsleitungen müssen so angeordnet sein, dass regelmäßige Inspektionen und Prüfungen erleichtert werden.

Im Vergleich zur 2012 Edition der "Achtzehn Anti-Unfallmaßnahmen" wurde die Formulierung von "Hauptrüstungen und Gerätestrukturen sollten vorteilhaft zwei Erdungsleiter haben, die an verschiedene Hauptachsen des Haupterdungsnetzes angeschlossen sind" zu "Hauptrüstungen und Gerätestrukturen müssen zwei Erdungsleiter haben, die an verschiedene Hauptachsen des Haupterdungsnetzes angeschlossen sind" geändert. Diese Änderung hebt die Anforderung von einer empfehlenden ("sollten vorteilhaft") auf eine verpflichtende ("müssen") Stufe. Aktuell haben alle Umspannwerke in China gemäß dieser Anforderung doppelte Erdungsleiter implementiert. Um Hauptrüstungen besser zu schützen, müssen doppelte Erdungsleiter verpflichtend angewendet werden.

Erklärung von Absatz 14.1.1.4 der 2018 Edition der "Achtzehn Anti-Unfallmaßnahmen" des Staatsnetzes im Bezug auf GIS:

GIS wird als Hauptrüstung in einem Umspannwerk eingestuft und muss diesem Absatz entsprechen:

• Die GIS-Gehäuse und deren zugehörige Trägerstrukturen müssen mit zwei Erdungsleitern ausgestattet sein, und diese beiden Leiter müssen an verschiedene Hauptachsen des Haupterdungsnetzes angeschlossen werden (um ein Ausfallrisiko durch Einzelpunktversagen zu vermeiden);

• Jeder Erdungsleiter muss die Wärmestabilitätserprobung bestehen (um sicherzustellen, dass er bei Durchfluss von Fehlerstrom nicht durch Überhitzung beschädigt wird);

• Die Anordnung der Erdungsleiter muss regelmäßige Inspektionen und Prüfungen erleichtern (um die Betriebs- und Wartungsanforderungen für die Erdungszuverlässigkeit zu erfüllen).

Dieser Absatz hebt die "empfehlende Anforderung" der 2012 Version auf eine "verpflichtende Anforderung" auf. Als Kernstück der Hauptrüstung muss GIS mit doppelten Erdungsleitern ausgestattet sein, um die Redundanz und Zuverlässigkeit des Erdungssystems zu erhöhen.

In Kombination mit der vor Ort herrschenden Situation, wie in der folgenden Abbildung dargestellt.

Für die in der obigen Abbildung gezeigte eigenständige Hauptrüstung ist die Anforderung an die doppelte Erdung relativ einfach zu verstehen. Für GIS jedoch, wo Schaltgeräte, Trennschalter und andere Hauptkomponenten integriert sind, können die Interpretationen der "doppelten Erdung für Hauptrüstungen" zwischen Individuen variieren. Meiner Meinung nach sollte das gesamte GIS einfach als eine einzelne Hauptrüstungseinheit betrachtet werden. Die Grundlage dafür lautet wie folgt:

Jede Zelle des Gehäusebodens und der Trägerstruktur muss mindestens zwei zuverlässige Erdpunkte haben. Erdungsleiter müssen sicher verbunden, frei von Korrosion, Schäden oder Verformungen sein und eine gute elektrische Kontinuität aufrechterhalten. Sichtbare horizontale Erdungsleitschienen müssen alle 0,5–1,5 m zusätzliche Stützen haben, vertikale Abschnitte alle 1,5–3 m und Biegungen alle 0,3–0,5 m.

Angewendet vor Ort, wird dies in der folgenden Abbildung veranschaulicht: Punkte A und B repräsentieren die beiden zuverlässigen Erdverbindungen zwischen dem Boden und dem Haupterdungsnetz. Der Boden ist dann über den Jumper am Punkt C sicher mit der GIS-Trägerstruktur verbunden. Individuelle GIS-Module sind durch Jumper am Punkt D (Metallflansche erfordern keine Jumper) sicher miteinander verbunden. Diese Konfiguration stellt ein zuverlässiges Erdungssystem mit zwei Punkten für die gesamte GIS-Anordnung her (mit dem GIS-Gehäuse selbst als Teil des Erdweges).

Jemand könnte dann fragen: "Wenn das so ist, welchen Zweck haben all die einzelnen Erdungsleiter am GIS?", wie in der folgenden Abbildung dargestellt:

Dies führt zur zweiten Frage:

2. Wie ist die Anforderung an die direkte Erdung im Zusammenhang mit GIS zu verstehen?

In der obigen Abbildung werden Erdungsleiter direkt von verschiedenen Teilen des GIS zu dedizierten Erdungsklemmen oder Erdungsblöcken geführt – anstatt auf das GIS-Gehäuse oder die Trägerstrukturen zur Erdung zu verlassen. Der Grund dafür ist in der folgenden Vorschrift festgelegt:

„Spannungswandler, Blitzableiter und schnelle Erdungsschalter müssen über dedizierte Erdungsleiter direkt an das Haupterdungsnetz angeschlossen werden und dürfen nicht über das Gehäuse oder die Trägerstrukturen geerdet werden.“

Betrachtet man die obige Abbildung, ergibt sich eine weitere Frage:

3. Gibt es für Blitzableiter, Spannungswandler und schnelle Erdungsschalter innerhalb des GIS eine Anforderung an die doppelte direkte Erdung?
Wie in der folgenden Abbildung dargestellt:

In Bezug auf die in der obigen Abbildung gezeigte Umspannstation haben einige Experten darauf hingewiesen, dass der schnelle Erdungsenschalter auch zwei Erdungsleiter verwenden sollte, die direkt mit dem Erdungsblock verbunden sind. Zu diesem Thema haben wir den Hersteller konsultiert, und die Antwort des Herstellers besagte, dass es keine Anforderung an eine obligatorische Doppelerdung gibt – lediglich eine direkte Erdung ist erforderlich, solange der Erdungsleiter den erforderlichen Erdfehlerstrom tragen kann.